JP4400146B2 - Spectral image data processing method and spectral image data processing apparatus - Google Patents

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本発明は、分光画像データ処理方法および分光画像データ処理装置に関し、特に、一般の画像データの使用とも整合をとりつつ、効率がよく分光画像データを保持することが可能な分光画像データ処理方法および分光画像データ処理装置に関する。   The present invention relates to a spectral image data processing method and a spectral image data processing apparatus, and in particular, a spectral image data processing method capable of efficiently storing spectral image data while maintaining consistency with the use of general image data, and The present invention relates to a spectral image data processing apparatus.

被写体の分光反射率データは、5〜6種類程度の感度によるマルチバンドカメラや、可視光や非可視光を全て含む分光データカメラにより撮影できる。そして、このような撮影結果を、様々な手法で処理することで、元の分光反射率を推定することができる。   Spectral reflectance data of a subject can be photographed by a multiband camera having about 5 to 6 types of sensitivity, or a spectral data camera including all visible light and invisible light. The original spectral reflectance can be estimated by processing such a photographing result by various methods.

(1)このようなものの一つとして、以下の特許文献1には、本件出願の発明者から、分光画像データを主成分分析に基づく係数データとして保持する手法が示されている。これは、被写体の分光反射率を主成分分析し、主成分とその量とを保持することで画像データを保持するものである。この提案によれば、照明光源が変わっても、見かけ上の色が推定できる利点を有している。すなわち、色彩特性データに基礎分光分布データと分光分布寄与データとを含めることで、分光的な特徴を失なわず、かつ、単純に機器信号値の組合わせに分光画像データを持たせた場合に比較すると少ないデータで済ませることができる。そして、分光的な特徴を有しているために、再現先において光源が変更されても高精度に画像を再現することができる。   (1) As one of such things, the following patent document 1 shows a technique for holding spectral image data as coefficient data based on principal component analysis from the inventors of the present application. In this method, the spectral reflectance of the subject is subjected to principal component analysis, and the principal component and the amount thereof are retained to retain image data. This proposal has an advantage that an apparent color can be estimated even if the illumination light source changes. In other words, by including basic spectral distribution data and spectral distribution contribution data in the color characteristic data, the spectral characteristics are not lost, and the spectral image data is simply included in the combination of instrument signal values. In comparison, less data can be used. And since it has a spectral characteristic, even if a light source is changed in the reproduction destination, an image can be reproduced with high accuracy.

(2)また、カラーフォーラムJapan2000では、今井らにより「マルチ分光における画像圧縮の予備的検討」との演題で、全画素の輝度成分に対してデータを持ち、縮小(間引き)画像について、各周波数毎の分光成分を持つ手法が開示されている。   (2) Also, at Color Forum Japan 2000, Imai et al. Entitled “Preliminary Study on Image Compression in Multi-spectral Spectroscopy”, which has data for luminance components of all pixels, and each frequency for reduced (decimated) images. A method having each spectral component is disclosed.

(3)さらに、以下の特許文献2には、画像の部分毎に最適化された分光画像データを持たせる手法が提案されている。すなわち、多次元の分光画像データを、主成分分析法用いてより効率的に圧縮するために、多次元分光画像データを色領域ごとに分割し、分割された領域ごとの分光画像データの集合を主成分分析する。そして、領域ごとに所定の色再現率になるように主成分数を選択して分光画像データを圧縮するので、色再現率に影響の少ないデータの削減を行うことで、より効率的に圧縮することができる。
特開平11−275376号公報(第1頁、図1) 特開2003−32497号公報(第1頁、図1)
(3) Further, Patent Document 2 below proposes a method for providing spectral image data optimized for each part of an image. That is, in order to more efficiently compress multidimensional spectral image data using principal component analysis, multidimensional spectral image data is divided into color regions, and a set of spectral image data for each divided region is obtained. Perform principal component analysis. Since spectral image data is compressed by selecting the number of principal components so that a predetermined color reproduction rate is obtained for each region, the data can be compressed more efficiently by reducing data that has little influence on the color reproduction rate. be able to.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-275376 (first page, FIG. 1) Japanese Patent Laying-Open No. 2003-32497 (first page, FIG. 1)

(1)以上の特許文献1の手法で、被写体を完全に再現するには、画像データとして多数の分光画像データを保持する必要があり、効率的ではない。また、従来型のRGBデータ(たとえば、IEC6196−2−1で規定されているsRGBデータ)を持つ画像データとして利用することができないという問題が生じる。   (1) In order to completely reproduce a subject by the method of Patent Document 1 described above, it is necessary to hold a lot of spectral image data as image data, which is not efficient. In addition, there is a problem that it cannot be used as image data having conventional RGB data (for example, sRGB data defined in IEC6196-2-1).

(2)以上のカラーフォーラムJapan2000で提案された手法では、輝度成分と各波長の分光画像データとの組み合わせのため、まだ冗長性を残している。すなわち、輝度成分は必ずしも主成分分析された結果とは一致しないので、効率が落ちる問題がある。また、カラー画像化するためには、光源に与えた分光演算処理が必要であり、余り色を気にしない一般ユーザには特殊な読み出し手段が必要になるため、負担が大きい問題がある。   (2) In the method proposed in the above Color Forum Japan 2000, redundancy is still left because of the combination of the luminance component and the spectral image data of each wavelength. That is, since the luminance component does not necessarily match the result of the principal component analysis, there is a problem that efficiency is lowered. In addition, in order to make a color image, spectral calculation processing applied to the light source is necessary, and a special reading unit is necessary for a general user who does not care about excessive colors, which causes a problem that the burden is large.

(3)以上の特許文献2の手法で、領域分割+主成分の種類とその数を調整して最適化しようとしているが、画像の視覚に及ぼす特性とは異なっていると言う問題がある。すなわち、色の変化が細かく大きく変化するようなところでは、色の識別能力が落ちることが勘案されていない問題がある。   (3) Although the method of Patent Document 2 described above attempts to optimize by adjusting the type and the number of region division + principal components, there is a problem that it differs from the characteristics that affect the visual perception of an image. That is, there is a problem in which it is not taken into account that the color discrimination ability is lowered where the color change changes finely and greatly.

(4)また、以上の(1)〜(3)に共通であるが、被写体には自己発光物と反射物とがあり、反射物は光源の変化の影響を受けるが、自己発光物は表面反射を除けば光源の影響はないため、一様に全ての画像データに光源分布を重畳して計算すると正しくない答えが示される問題があった。   (4) Although common to the above (1) to (3), the subject has a self-luminous material and a reflective material, and the reflective material is affected by changes in the light source. Since there is no influence of the light source except for the reflection, there is a problem that an incorrect answer is shown if the light source distribution is uniformly superimposed on all image data.

本発明は、一般使用とも整合がとれ、かつ、効率的に、分光画像データを含んで画像データを保持することが可能な分光画像データ処理方法および分光画像データ処理装置を実現することを目的とする。   It is an object of the present invention to realize a spectral image data processing method and a spectral image data processing apparatus that are consistent with general use and that can efficiently store spectral data including spectral image data. To do.

さらに具体的に本発明の目的を示せば以下の通りである。   More specifically, the object of the present invention is as follows.

(1)人間の視覚で認識能力の低い成分と認識能力の高い成分とで保持の仕方を工夫し、分光画像データを効率よく維持することが可能な分光画像データ処理方法および分光画像データ処理装置を実現することを目的とする。   (1) Spectral image data processing method and spectral image data processing apparatus capable of maintaining spectral image data efficiently by devising a method of holding a component having low recognition ability and a component having high recognition ability by human vision It aims at realizing.

(2)また、標準状態で処理を実行した場合に、通常の画像データと同様に取り扱うことが可能であって、必要に応じて追加情報(拡張情報)を用いることが可能な分光画像データ処理方法および分光画像データ処理装置を実現することを目的とする。   (2) Spectral image data processing that can be handled in the same manner as normal image data when processing is performed in a standard state, and that can use additional information (extended information) as necessary. It is an object to realize a method and a spectral image data processing apparatus.

(3)光源の情報を与えて分光画像データを光源の影響下での見掛けの色を求めるに際して、自己発光物と反射物とのそれぞれで正確な値を求めることが可能な分光画像データ処理方法および分光画像データ処理装置を実現することを目的とする。   (3) Spectral image data processing method capable of obtaining an accurate value for each of the self-luminous object and the reflective object when obtaining the apparent color of the spectral image data under the influence of the light source by giving information on the light source It is another object of the present invention to realize a spectral image data processing apparatus.

すなわち、課題を解決する手段としての本発明は以下に説明するようなものである。   That is, the present invention as means for solving the problems is as described below.

(1)請求項1に記載の発明は、分光画像データを含んで画像データを保持する分光画像データ処理方法であって、入力された分光画像データを成分分析により、全画像に対応しており複数の主要基本色で表されたRGB、sRGB、XYZ、又は、L*a*b*である主要基本色データと、主成分データとを生成するとともに、縮小手段により前記入力された分光画像データを全画像の一部を構成する一部画像もしくは間引きされた間引き画像または全画像を縮小して生成された縮小画像のいずれかに対応する分光強度データを生成し、前記主要基本色データ、前記主成分データ及び前記分光強度データを含むように画像データを保持する、ことを特徴とする分光画像データ処理方法である。 (1) The invention described in claim 1 is a spectral image data processing method for holding spectral data including spectral image data, wherein the input spectral image data corresponds to all images by component analysis. Spectral image data input by the reduction means while generating main basic color data and principal component data of RGB, sRGB, XYZ, or L * a * b * represented by a plurality of main basic colors Generating spectral intensity data corresponding to either a partial image constituting a part of the entire image, a thinned thinned image, or a reduced image generated by reducing the entire image, and the main basic color data, The spectral image data processing method is characterized in that image data is held so as to include principal component data and the spectral intensity data .

また、請求項に記載の発明は、分光画像データを含んで画像データを保持させるための処理を行う分光画像データ処理装置であって、入力された分光画像データを成分分析により、全画像に対応する、複数の主要基本色で表されたRGB、sRGB、XYZ、又は、L*a*b*である主要基本色データと主成分データとを生成する色再現手段と、前記入力された分光画像データを、全画像の一部を構成する一部画像もしくは間引きされた間引き画像または全画像を縮小して生成された縮小画像のいずれかに対応する分光強度データ生成する縮小手段と、前記主要基本色データと、前記主成分データと、前記一部画像もしくは間引き画像または縮小画像のいずれかとを合成して合成画像データファイルを生成する合成手段と、を有することを特徴とする分光画像データ処理装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a spectral image data processing apparatus that performs processing for holding image data including spectral image data, wherein the input spectral image data is converted into all images by component analysis. corresponding, RGB expressed in several major basic colors, sRGB, XYZ, or, L * a * b * color reproduction means for generating a primary base color data and the main component data is, spectroscopy is the input Reduction means for generating spectral intensity data corresponding to either a partial image constituting a part of the whole image, a thinned thinned image, or a reduced image generated by reducing the whole image; a main base color data, and the main component data, said synthesizing means synthesizes and either partial image or thinned image or reduced image to generate a composite image data files, to have a A spectral image data processing apparatus according to symptoms.

これらの発明では、分光画像データを含んで画像データを保持する際に、全画像に対応しつつ複数の主要基本色で表された主要基本色データと、一部画像もしくは間引き画像または縮小画像のいずれかに対応する分光強度データとを含むように画像データを保持する。   In these inventions, when storing image data including spectral image data, main basic color data represented by a plurality of main basic colors corresponding to all images, and a partial image, a thinned image, or a reduced image Image data is held so as to include spectral intensity data corresponding to any one of them.

このため、被写体の分光特性を効率的に保持することが可能になる。   For this reason, it is possible to efficiently maintain the spectral characteristics of the subject.

(2)請求項2に記載の発明は、前記主要基本色データは、分光主成分の寄与率の高いものを保持する、ことを特徴とする請求項1に記載の分光画像データ処理方法である。   (2) The invention according to claim 2 is the spectral image data processing method according to claim 1, characterized in that the main basic color data holds a high contribution ratio of spectral principal components. .

また、請求項8に記載の発明は、前記色再現手段は、前記主要基本色データについて分光主成分の寄与率の高いものを生成し保持する、ことを特徴とする請求項7に記載の分光画像データ処理装置である。   The invention according to claim 8 is characterized in that the color reproduction means generates and holds a high contribution ratio of a spectral principal component for the main basic color data. An image data processing apparatus.

これらの発明では、前記主要基本色データは、分光主成分の寄与率の高いものを保持するようにしている。   In these inventions, the main basic color data is held with a high contribution ratio of spectral principal components.

)請求項に記載の発明は、前記保持する画像データに、分光強度データ拡張情報として、自己発光物と反射物の別を示す識別ラベルを有する、ことを特徴とする請求項1に記載の分光画像データ処理方法である。 (2) The invention according to claim 2, the image data to be the holding, as spectral intensity data extension information, having identification labels showing another self luminous object and the reflective material, it in claim 1, wherein The spectral image data processing method described .

また、請求項に記載の発明は、光強度データ拡張情報として、自己発光物と反射物の別を示す識別ラベルを生成する被写体種類識別手段を更に備え前記合成手段は、前記分光強度データ拡張情報としての前記識別ラベルをさらに合成して前記合成画像データファイルを生成することを特徴とする請求項4に記載の分光画像データ処理装置である。 Further, an invention according to claim 5, as a frequency of light intensity data extension information, further comprising an object type identifying means for generating an identification label showing another self luminous object and reflector, said combining means, said spectral intensity the identification label as a data expansion information further synthesized to generate the synthesized image data file, it is the spectral image data processing apparatus according to claim 4, characterized in.

これらの発明では、画像データについて通常画像部分として主要基本色データを保持する際に、分光強度データ拡張情報として、自己発光物と反射物の別を示す識別ラベルを有するようにしている。   In these inventions, when main basic color data is held as a normal image portion with respect to image data, the spectral intensity data expansion information includes an identification label indicating whether the self-luminous material is different from the reflective material.

)請求項に記載の発明は、前記分光画像データは、分光画像撮像手段によって被写体を撮影することにより生成されたものであり、撮影時に被写体が自己発光物であるか反射物であるかを判別することにより、分光強度データ拡張情報として、前記判別の結果に基づいて自己発光物と反射物の別を示す識別ラベルを生成する、ことを特徴とする請求項1に記載の分光画像データ処理方法である。 ( 3 ) In the invention according to claim 3 , the spectral image data is generated by photographing a subject with a spectral image capturing means, and the subject is a self-luminous object or a reflecting object at the time of photographing. by determining whether the spectral image according to claim 1 as spectral intensity data extension information, generates identification label showing another self luminous object and the reflective object based on the result of the determination, characterized in that Data processing method.

また、請求項に記載の発明は、前記分光画像データは、分光画像撮像手段によって被写体を撮影することにより生成されたものであり、撮影時に被写体が自己発光物であるか反射物であるかを判別し、自己発光物と反射物の別を示す識別ラベルを生成する判別手段を更に備え前記合成手段は、前記分光強度データ拡張情報としての前記識別ラベルをさらに合成して前記合成画像データファイルを生成することを特徴とする請求項4に記載の分光画像データ処理装置である。 According to a sixth aspect of the present invention, the spectral image data is generated by photographing a subject with a spectral image capturing unit, and whether the subject is a self-luminous object or a reflective object at the time of photographing. determine, further comprising a determining means for generating an identification label showing another self luminous object and reflector, said combining means, the composite image data further synthesized to the identification label as the spectral intensity data extension information generating a file, that the spectral image data processing apparatus according to claim 4, characterized in.

これらの発明では、画像データについて通常画像部分として主要基本色データを保持する際に、撮影時に被写体が自己発光物であるか反射物であるかを判別し、分光強度データ拡張情報として、自己発光物と反射物の別を示す識別ラベルを有するようにしている。   In these inventions, when the main basic color data is held as the normal image portion of the image data, it is determined whether the subject is a self-luminous object or a reflective object at the time of shooting, and self-luminous light is used as spectral intensity data expansion information. An identification label indicating whether the object is different from the reflector is provided.

)請求項に記載の発明は、全画像に対応しており複数の主要基本色で表されたRGB、sRGB、XYZ、又は、L*a*b*である主要基本色データと、全画像の一部を構成する一部画像もしくは間引きされた間引き画像または全画像を縮小して生成された縮小画像のいずれかに対応する分光強度データとを含むように合成された合成画像データファイルから、指定光源下での画像値を得る分光画像データ処理方法であって、前記合成画像データファイルを主要基本色データと分光強度データとに分離し、前記分光強度データと前記指定光源の情報とから指定光源下での指定光源下縮小主要基本色データを算出し、前記主要基本色データを縮小して縮小主要基本色データを求め、前記指定光源下縮小主要基本色データと縮小主要基本色データとの比から補正係数を求め、前記主要基本色データに対して前記補正係数を補間演算によって拡大した全画像に対応する補正係数により補正演算を実行して指定光源下での画像値を求める、ことを特徴とする分光画像データ処理方法である。 ( 4 ) The invention according to claim 7 is the main basic color data corresponding to all images and represented by a plurality of main basic colors, such as RGB, sRGB, XYZ, or L * a * b * ; A composite image data file synthesized so as to include spectral intensity data corresponding to either a partial image constituting a part of the entire image, a thinned thinned image, or a reduced image generated by reducing the entire image. A spectral image data processing method for obtaining an image value under a designated light source, wherein the composite image data file is separated into main basic color data and spectral intensity data, and the spectral intensity data and information on the designated light source The reduced primary basic color data under the specified light source is calculated from the specified light source, and the reduced primary basic color data and the reduced primary basic color under the specified light source are obtained by reducing the primary basic color data to obtain reduced primary basic color data. Determine the specific from the correction coefficient and over data, the image values under the specified light source by performing a correction calculation by the correction coefficients corresponding to the correction factor to the primary base color data to all the image enlarged by interpolation This is a spectral image data processing method characterized in that it is obtained.

また、請求項に記載の発明は、全画像に対応しており複数の主要基本色で表されたRGB、sRGB、XYZ、又は、L*a*b*である主要基本色データと、全画像の一部を構成する一部画像もしくは間引きされた間引き画像または全画像を縮小して生成された縮小画像のいずれかに対応する分光強度データとを含むように合成された合成画像データファイルから、指定光源下での画像値を得る分光画像データ処理装置であって、前記合成画像データファイルを主要基本色データと分光強度データとに分離する合成画像データファイル分離手段と、前記分光強度データと前記指定光源の情報とから指定光源下での指定光源下縮小主要基本色データを算出する指定光源下縮小主要基本色データ値算出手段と、前記主要基本色データを縮小して縮小主要基本色データを求める縮小手段と、前記指定光源下縮小主要基本色データと縮小主要基本色データとの比から補正係数を求める補正係数算出手段と、前記補正係数を補間演算により拡大して全画像に対応する補正係数を生成する拡大手段と、前記主要基本色データに対して前記拡大手段により生成された補正係数により補正演算を実行して指定光源下での画像値を求める補正演算手段と、を備えたことを特徴とする分光画像データ処理装置である。 Further, the invention described in claim 8 corresponds to all images and is represented by a plurality of main basic colors, such as RGB, sRGB, XYZ, or L * a * b *. From a composite image data file synthesized to include spectral intensity data corresponding to either a partial image constituting a part of the image, a thinned thinned image, or a reduced image generated by reducing the entire image A spectral image data processing apparatus for obtaining an image value under a designated light source, wherein the composite image data file separating means for separating the composite image data file into main basic color data and spectral intensity data; and the spectral intensity data; Designated light source reduced primary basic color data value calculating means for calculating a reduced primary basic color data under a specified light source from the specified light source information, and reducing the primary basic color data by reducing the primary basic color data. A reduction unit for obtaining the primary base color data, and the correction coefficient calculating means for obtaining a correction coefficient from the ratio of the reduced primary base color data and the designated light source under reduced major basic color data, the total expanded by interpolation the correction factor An enlargement unit that generates a correction coefficient corresponding to an image, and a correction operation unit that performs a correction operation on the main basic color data using the correction coefficient generated by the enlargement unit to obtain an image value under a designated light source; And a spectral image data processing device.

これらの発明では、全画像に対応しつつ複数の主要基本色で表された主要基本色データと、一部画像もしくは間引き画像または縮小画像のいずれかに対応する分光強度データとを含むように画像データを保持した場合に、
前記合成画像データファイルを主要基本色データと分光強度データとに分離し、前記分光強度データと前記指定光源の情報とから指定光源下での指定光源下縮小主要基本色データを算出し、前記主要基本色データを縮小して縮小主要基本色データを求め、前記指定光源下縮小主要基本色データと縮小主要基本色データとの比から補正係数を求め、前記主要基本色データに対して前記補正係数により補正演算を実行して指定光源下での画像値を求めるようにしている。
In these inventions, an image is included so as to include main basic color data represented by a plurality of main basic colors while corresponding to all images, and spectral intensity data corresponding to a partial image, a thinned image, or a reduced image. If you keep the data,
The composite image data file is separated into main basic color data and spectral intensity data, and reduced primary basic color data under a specified light source under a specified light source is calculated from the spectral intensity data and information of the specified light source, The basic color data is reduced to obtain reduced primary basic color data, a correction coefficient is obtained from the ratio of the reduced primary basic color data and the reduced primary basic color data under the designated light source, and the correction coefficient for the primary basic color data Thus, the correction calculation is executed to obtain the image value under the designated light source.

以上、説明したように、本発明によれば、以下のような効果が得られる。   As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

(1)請求項1と請求項とに記載の発明では、分光画像データを含んで画像データを保持する際に、全画像に対応しつつ複数の主要基本色で表された主要基本色データと、一部画像もしくは間引き画像または縮小画像のいずれかに対応する分光強度データとを含むように画像データを保持する。 (1) In the invention described in claim 1 and claim 4 , when holding image data including spectral image data, main basic color data represented by a plurality of main basic colors corresponding to all images And the spectral data corresponding to either the partial image, the thinned image, or the reduced image.

このため、人間の視覚で認識能力の低い成分と認識能力の高い成分とで保持の仕方を工夫し、分光画像データを効率よく維持することが可能になる。   For this reason, it is possible to devise a way of holding the component having low recognition ability and the component having high recognition ability by human vision, and efficiently maintain the spectral image data.

このため、被写体の分光特性を効率的に保持することが可能になる。   For this reason, it is possible to efficiently maintain the spectral characteristics of the subject.

)請求項と請求項とに記載の発明では、画像データについて通常画像部分として主要基本色データを保持する際に、分光強度データ拡張情報として、自己発光物と反射物の別を示す識別ラベルを有するようにしている。 ( 2 ) In the invention according to claim 2 and claim 5 , when main basic color data is held as a normal image portion for image data, as a spectral intensity data extension information, a distinction between a self-luminous object and a reflecting object is made. An identification label is provided.

このため、識別ラベルを用いることで、光源の情報を与えて分光画像データを光源の影響下での見掛けの色を求める際に、照明の影響を受ける部分とそうでない部分とを区別することができ、自己発光物と反射物とのそれぞれで正確な値を求めることが可能になる。   For this reason, by using the identification label, when the apparent color under the influence of the light source is obtained by giving the information of the light source, it is possible to distinguish the part that is affected by the illumination from the part that is not. Therefore, it is possible to obtain an accurate value for each of the self-luminous material and the reflective material.

)請求項と請求項とに記載の発明では、画像データについて通常画像部分として主要基本色データを保持する際に、撮影時に被写体が自己発光物であるか反射物であるかを判別し、分光強度データ拡張情報として、自己発光物と反射物の別を示す識別ラベルを有するようにしている。 ( 3 ) In the inventions according to claims 3 and 6 , when main basic color data is held as a normal image portion for image data, it is determined whether the subject is a self-luminous object or a reflecting object at the time of photographing. Discrimination is performed, and as the spectral intensity data expansion information, an identification label indicating whether the self-luminous material is different from the reflective material is provided.

このため、撮影時に判別された結果に基づく識別ラベルを用いることで、より高精度な情報を用いることができ、光源の情報を与えて分光画像データを光源の影響下での見掛けの色を求める際に、照明の影響を受ける部分とそうでない部分とを区別することができ、自己発光物と反射物とのそれぞれで正確な値を求めることが可能になる。   For this reason, by using an identification label based on the result determined at the time of photographing, more accurate information can be used, and information on the light source is given to obtain the apparent color of the spectral image data under the influence of the light source. In this case, it is possible to distinguish between a part that is affected by illumination and a part that is not so, and it is possible to obtain an accurate value for each of the self-luminous object and the reflective object.

)請求項と請求項とに記載の発明では、全画像に対応しつつ複数の主要基本色で表された主要基本色データと、一部画像もしくは間引き画像または縮小画像のいずれかに対応する分光強度データとを含むように画像データを保持した場合に、前記合成画像データファイルを主要基本色データと分光強度データとに分離し、前記分光強度データと前記指定光源の情報とから指定光源下での指定光源下縮小主要基本色データを算出し、前記主要基本色データを縮小して縮小主要基本色データを求め、前記指定光源下縮小主要基本色データと縮小主要基本色データとの比から補正係数を求め、前記主要基本色データに対して前記補正係数により補正演算を実行して指定光源下での画像値を求めるようにしている。 ( 4 ) In the inventions according to claims 7 and 8 , any one of main basic color data represented by a plurality of main basic colors and corresponding to all images, a partial image, a thinned image, or a reduced image When the image data is held so as to include the spectral intensity data corresponding to the above, the composite image data file is separated into main basic color data and spectral intensity data, and the spectral intensity data and the information on the designated light source are used. Reduced primary basic color data under the designated light source is calculated, reduced primary basic color data is obtained by reducing the primary basic color data, reduced primary basic color data and reduced primary basic color data under the designated light source, Then, a correction coefficient is obtained from the ratio, and a correction operation is performed on the main basic color data using the correction coefficient to obtain an image value under a designated light source.

このため、標準状態で処理を実行した場合に、通常の画像データと同様に取り扱うことが可能であるものの、必要に応じて追加情報(拡張情報)を用いることで、指定光源下の画像値を求めることが可能になる。このため、被写体の分光特性を効率的に保持し、利用することが可能になる。   For this reason, when processing is executed in the standard state, it can be handled in the same way as normal image data, but by using additional information (extended information) as necessary, the image value under the designated light source can be changed. It becomes possible to ask. Therefore, it is possible to efficiently maintain and use the spectral characteristics of the subject.

以下、図面を参照して本発明の実施をするための最良の形態を詳細に説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

本発明の実施をするための最良の形態の分光画像データ処理方法および分光画像データ処理装置について、図面を参照しつつ説明を行なう。   The best mode spectral image data processing method and spectral image data processing apparatus for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、図1を参照して、本発明の実施をするための最良の形態の分光画像データ処理方法ならびに分光画像データ処理装置全体の撮像部分について説明を行なう。図1は本発明の実施をするための最良の形態に用いる処理装置の一例であり、分光画像データを含んで画像データを保持する際のブロックダイヤグラムを表している。   First, referring to FIG. 1, the spectral image data processing method of the best mode for carrying out the present invention and the imaging portion of the entire spectral image data processing apparatus will be described. FIG. 1 is an example of a processing apparatus used in the best mode for carrying out the present invention, and shows a block diagram when image data is held including spectral image data.

100は被写体を撮像することにより分光画像データを生成する分光画像撮像手段である。この分光画像撮像手段100での撮像により得られた分光画像データは、分光画像データ処理装置200に送られる。   Reference numeral 100 denotes a spectral image capturing unit that generates spectral image data by capturing a subject. Spectral image data obtained by imaging with the spectral image capturing means 100 is sent to the spectral image data processing apparatus 200.

200は本実施の形態例の特徴部分である分光画像データ処理装置であり、後述する各種の要素を備えて構成されており、分光画像データを含んで画像データを保持する分光画像データ処理方法を実現する装置でもある。   A spectral image data processing apparatus 200 is a characteristic part of the present embodiment. The spectral image data processing apparatus 200 includes various elements to be described later, and includes a spectral image data processing method for holding image data including spectral image data. It is also a device to realize.

210はD65等の光源の情報を生成する光源発生手段である。   Reference numeral 210 denotes light source generating means for generating information on a light source such as D65.

220は分光画像撮像手段100からの分光画像データから、全画像に対応すると共に複数の主要基本色で表された主要基本色データ(sRGB画像データなど)と、主成分分析を行うことで主成分データと、を生成する。   220 is a principal component by performing principal component analysis from principal image data (sRGB image data, etc.) corresponding to all images and represented by a plurality of principal basic colors from the spectral image data from the spectral image capturing means 100. And data.

230は縮小手段であり、全画像の一部を構成する一部画像もしくは間引きされた間引き画像または全画像を縮小して生成された縮小画像のいずれかに対応する分光強度データ(縮小分光画像データ)を生成する。   Reference numeral 230 denotes reduction means, which is spectral intensity data (reduced spectral image data) corresponding to either a partial image constituting a part of the entire image, a thinned thinned image, or a reduced image generated by reducing the entire image. ) Is generated.

240は分光強度データの拡張情報として、自己発光物と反射物の別を示す識別ラベルを生成する自己発光物/反射物判別手段である。   Reference numeral 240 denotes a self-luminous material / reflecting material discriminating means for generating an identification label indicating the distinction between the self-luminous material and the reflective material as extended information of spectral intensity data.

250は前記主要基本色データと、主成分データと、一部画像もしくは間引き画像または縮小画像のいずれかに対応する縮小分光強度データ(縮小分光画像データ)、また必要に応じて識別ラベルとを合成して合成画像データファイルを生成する合成手段である。   250 synthesizes the principal basic color data, the principal component data, reduced spectral intensity data (reduced spectral image data) corresponding to either a partial image, a thinned image, or a reduced image, and, if necessary, an identification label. Thus, a combining means for generating a combined image data file.

300は分光画像データ処理装置200で生成された合成画像データファイルであり、主要基本色データと、主成分データと、一部画像もしくは間引き画像または縮小画像のいずれかに対応する縮小分光画像データ、また必要に応じて識別ラベルとが合成されたものである。   Reference numeral 300 denotes a composite image data file generated by the spectral image data processing apparatus 200, and includes main basic color data, principal component data, and reduced spectral image data corresponding to a partial image, a thinned image, or a reduced image, Further, an identification label is synthesized as necessary.

なお、この合成画像データファイルは、図2に示すように、少なくとも、色再現手段220で生成された通常画像の主要基本色データ(RGB、XYZ、L*a*b*など、図2(a))、一部画像もしくは間引き画像または縮小画像のいずれかに対応する縮小分光画像データ(図2(b))、また必要に応じて識別ラベル(図2(c))とを含んで構成されている。   As shown in FIG. 2, this composite image data file includes at least main basic color data (RGB, XYZ, L * a * b *, etc.) of a normal image generated by the color reproduction means 220 as shown in FIG. )), Reduced spectral image data (FIG. 2B) corresponding to either a partial image, a thinned image, or a reduced image, and an identification label (FIG. 2C) as necessary. ing.

また、合成画像データファイルのファイル構成は図3のようになっている。すなわち、通常画像部分として、一般使用に適した画像データ、例えばsRGB画像データを有している。また、分光強度データ拡張部分として、色再現手段220で主成分分析されて生成された主成分データ、縮小分光画像データ、被写体種類の識別ラベルを有している。   The file structure of the composite image data file is as shown in FIG. That is, the normal image portion has image data suitable for general use, for example, sRGB image data. The spectral intensity data expansion portion includes principal component data generated by principal component analysis by the color reproduction unit 220, reduced spectral image data, and subject type identification labels.

以下、本発明の実施の形態例の動作説明を行う。   The operation of the embodiment of the present invention will be described below.

(1)撮像:
まず、分光画像撮像手段100により被写体の撮像を行う。この分光画像撮像手段100での撮像により得られた分光画像データは、分光画像データ処理装置200に送られる。ここでは、マルチバンド撮影など各種の手法が存在している。なお、高精細画像は通常のカメラを用い、低精細画像は分光カメラで撮像する仕組みでも良く、さらに、分光画像をそのまま高精細画像で撮像して、平均化・間引き処理で低精細画像を作成してもよい。
(1) Imaging:
First, the subject is imaged by the spectral image capturing means 100. The spectral image data obtained by imaging with the spectral image imaging means 100 is sent to the spectral image data processing device 200. Here, various methods such as multiband photography exist. It is possible to use a normal camera for high-definition images and a mechanism for capturing low-definition images with a spectroscopic camera. In addition, a spectral image can be captured as a high-definition image as it is, and a low-definition image is created by averaging and thinning processing. May be.

ここで、分光画像データを受けた色再現手段220では、全画像に対応すると共に複数の主要基本色で表された主要基本色データ(sRGB画像データなど)と、主成分分析を行うことで主成分データと、を生成する。   Here, the color reproduction means 220 that has received the spectral image data performs main component analysis by performing principal component analysis on main basic color data (sRGB image data, etc.) corresponding to all images and represented by a plurality of main basic colors. And component data.

(2)主成分分析:
ここで、一例としてマクベスカラーチェッカーと呼ばれるカラーチャートを用いて主成分分析を行った結果を図4に示す。ここで、主成分分析の結果である主成分データの保持について説明する。
(2) Principal component analysis:
Here, FIG. 4 shows the result of principal component analysis using a color chart called Macbeth color checker as an example. Here, holding of principal component data as a result of principal component analysis will be described.

分光画像データの情報の多くは、低次(主要)の主成分ほど高く保持されており、一方、高次(非主要)の主成分ほど正確な分光再現のための寄与率が下がる。そして、低次の主成分は、一般にDC成分(輝度成分)に近づくことが多い。   Most of the information of the spectral image data is kept higher as the lower-order (principal) main component is higher, while the higher-order (non-major) main component is lower in the contribution ratio for accurate spectral reproduction. In general, the low-order main component often approaches a DC component (luminance component).

そこで、単純に画像データを保持するには、
(2a)分光成分データ:400〜700nmを10nm間隔で保持するとした場合、31×分光成分(ワード)、
(2b)各分光成分強度データ:画素数×分光成分数(ワード)、
となる。
So, to simply hold the image data,
(2a) Spectral component data: When 400 to 700 nm is held at 10 nm intervals, 31 × spectral component (word),
(2b) Each spectral component intensity data: number of pixels × spectral component number (word),
It becomes.

たとえば、画素数が1536×1024であるとした場合、分光成分数が6であるとすると、
31×6+1536×1024×6=9,437,370(ワード)となり、膨大なデータ量であって、効率的ではない。なお、ここで、ワードとは、典型的には1〜4バイト程度を指し、整数型であっても浮動小数点型であってもよい。
For example, assuming that the number of pixels is 1536 × 1024, and the number of spectral components is 6,
31 × 6 + 1536 × 1024 × 6 = 9,437,370 (words), which is an enormous amount of data and is not efficient. Here, the word typically refers to about 1 to 4 bytes, and may be an integer type or a floating point type.

(3)画像データの省略:
人間の眼の特性(視覚特性)として、高周波部分では視認能力が低く、多少違っていても違いを区別することができない。しかし、低周波部分では視認能力が高く、僅かな違いを明確に判別できる特性を有している。また、肌色などの普段見慣れている色については、他の色に比べてより高い判別能力を有している。
(3) Omission of image data:
As a characteristic (visual characteristic) of the human eye, the visual ability is low in the high frequency part, and even if it is slightly different, the difference cannot be distinguished. However, the low frequency portion has a high visual recognition ability and has a characteristic that can clearly distinguish a slight difference. Also, colors that are familiar to the user, such as skin color, have higher discrimination ability than other colors.

このことから、特定照明または代表的な主成分に対する情報は全画素数分について保持しておき、高次の分光成分については縮小または特定部分の画像成分について保持するようにする。   For this reason, information on specific illumination or representative principal components is held for the total number of pixels, and higher-order spectral components are reduced or held for image components of specific portions.

または、特定照明下での三刺激値またはそれから派生して計算される値(たとえば、RGB)は全画素数分保持し、縮小または特定部分の画像成分については分光画像データを保持するようにする。   Alternatively, tristimulus values under specific illumination or values derived therefrom (eg, RGB) are retained for the total number of pixels, and spectral image data is retained for reduced or specific portions of image components. .

なお、間引きの手法としては、以下の手法を用いることが可能である。
(3a)周囲画素の平均化後にサブサンプリングする、
(3b)主要被写体(ROI:Region Of Interest)のみ、または、この部分の密度を高くする。
As a thinning method, the following method can be used.
(3a) sub-sampling after averaging of surrounding pixels,
(3b) Only the main subject (ROI: Region Of Interest) or the density of this portion is increased.

そして、全画素には通常のRGB画像データを持たせ、縮小または特定部分の画像成分として分光画像データを持たせるには、たとえば、画素数が1536×1024であるとした場合、分光成分数が6であるとすると、
31×6+1536×1024×3+1536/4×1024/4×6=5,308,602(ワード)となり、大きな負担なく、分光画像データの情報をRGB画像データに追加できるようになる。
Then, in order to have all pixels have normal RGB image data and have spectral image data as an image component of a reduced or specific portion, for example, assuming that the number of pixels is 1536 × 1024, the number of spectral components is If it is 6,
31 × 6 + 1536 × 1024 × 3 + 1536/4 × 1024/4 × 6 = 5, 308, 602 (words), and information on spectral image data can be added to RGB image data without a large burden.

この場合、RGB画像データには通常のJPEG圧縮あるいはJPEG2000を使用すると共に、分光画像データ部分はプライベートマーカーあるいは新規タグ(TIFFの場合)の形で添付すれば、通常のJPEG読み込みソフトウェアではこの分光画像データ部分が無視されて読み込まれる。   In this case, normal JPEG compression or JPEG2000 is used for the RGB image data, and if the spectral image data part is attached in the form of a private marker or a new tag (in the case of TIFF), this spectral image can be obtained with normal JPEG reading software. The data part is ignored and read.

したがって、分光画像データの再現を必要としない一般ユーザでは通常のRGB画像データとして扱うことができる。一方、分光画像データの再現を必要とするユーザでは、必要に応じて分光画像データと任意の照明光データから推定される色を計算して用いることが可能になる。   Therefore, a general user who does not need to reproduce spectral image data can handle it as normal RGB image data. On the other hand, a user who needs to reproduce spectral image data can calculate and use a color estimated from spectral image data and arbitrary illumination light data as necessary.

すなわち、標準状態で処理を実行した場合には通常の画像データと同様に取り扱うことが可能であって、必要に応じて追加情報(拡張情報)を用いることが可能な分光画像データ処理方法および分光画像データ処理装置を実現できる。   That is, when processing is performed in the standard state, it can be handled in the same manner as normal image data, and additional information (extended information) can be used as necessary. An image data processing apparatus can be realized.

なお、変形例として、全画素にデータの主要成分を持ち、縮小または特定部分の画像成分に対して高次の分光成分を持つ場合、主成分データの4〜6番目を縮尺で1/4にすると、
31×6+1536×1024×3+1536/4×1024/4×3=5,013,690(ワード)となり、更に圧縮された状態になり、大きな負担なく、分光画像データの情報をRGB画像データに追加できるようになる。
As a modified example, when all pixels have a main component of data and have reduced or higher-order spectral components with respect to an image component of a specific portion, the fourth to sixth parts of the principal component data are reduced to ¼. Then
31 × 6 + 1536 × 1024 × 3 + 1536/4 × 1024/4 × 3 = 5,013,690 (words), further compressed, and spectral image data information can be added to RGB image data without a large burden It becomes like this.

(4)異なる光源下での色の推定:
つぎに、図5を参照して、本発明の実施をするための最良の形態の分光画像データ処理方法ならびに分光画像データ処理装置の再生動作(異なる光源下での色の推定)について説明を行なう。図5は本発明の実施をするための最良の形態に用いる処理装置の一例であり、分光画像データを含んで画像データを保持した場合において再生する際のブロックダイヤグラムを表している。
(4) Color estimation under different light sources:
Next, a spectral image data processing method and a reproduction operation (color estimation under different light sources) of the best mode for carrying out the present invention and the spectral image data processing apparatus will be described with reference to FIG. . FIG. 5 is an example of a processing apparatus used in the best mode for carrying out the present invention, and shows a block diagram at the time of reproduction when image data is held including spectral image data.

300は分光画像データ処理装置200(図1参照)で生成された合成画像データファイルであり、主要基本色データと、主成分データと、一部画像もしくは間引き画像または縮小画像のいずれかに対応する縮小分光画像データ、また必要に応じて被写体種類の識別ラベルとが合成されたものである。   Reference numeral 300 denotes a composite image data file generated by the spectral image data processing apparatus 200 (see FIG. 1), which corresponds to main basic color data, principal component data, and a partial image, a thinned image, or a reduced image. Reduced spectral image data and, if necessary, subject type identification labels are synthesized.

400は上述した合成画像データファイルから指定光源下での画像値を得る分光画像データ処理装置であり、全画像に対応しており複数の主要基本色で表された主要基本色データと、全画像の一部を構成する一部画像もしくは間引きされた間引き画像または全画像を縮小して生成された縮小画像のいずれかに対応する分光強度データとを含むように合成された合成画像データファイルから、指定光源下での画像値を得る分光画像データ処理装置である。   A spectral image data processing apparatus 400 obtains an image value under a designated light source from the above-described composite image data file. The spectral image data processing apparatus 400 is compatible with all images and represents main basic color data represented by a plurality of main basic colors, and all images. From a composite image data file synthesized to include spectral intensity data corresponding to either a partial image constituting a part of the image or a thinned thinned image or a reduced image generated by reducing the entire image, This is a spectral image data processing device for obtaining an image value under a designated light source.

410は合成画像データファイルを構成する成分を分離する合成画像データファイル分離手段であり、全画像に対応しており複数の主要基本色で表された主要基本色データ(sRGB画像データ)と、全画像の一部を構成する一部画像もしくは間引きされた間引き画像または全画像を縮小して生成された縮小画像のいずれかに対応する分光強度データ(縮小分光画像データ)と、被写体種類の識別ラベルと、に分離する。   Reference numeral 410 denotes composite image data file separation means for separating components constituting the composite image data file, corresponding to all images, and main basic color data (sRGB image data) represented by a plurality of main basic colors, and all Spectral intensity data (reduced spectral image data) corresponding to either a partial image constituting a part of the image, a thinned thinned image, or a reduced image generated by reducing the entire image, and a subject type identification label And separated.

420は指定された光源についてのデータを発生する指定光源発生手段であり、被写体種類の識別ラベルを受けて自己発光物にはE光源(均等エネルギー光)を与えるかそのまま利用して、反射物には指定された光源に応じたデータを与えて処理し、三刺激値を経由してRGB値を求める。   420 is a designated light source generating means for generating data on a designated light source. Upon receiving an identification label of a subject type, an E light source (equal energy light) is applied to the self-luminous object or is used as it is, and is used as a reflection object. Performs processing by giving data corresponding to the designated light source, and obtains RGB values via tristimulus values.

430はRGB値算出手段であり、分離された縮小分光画像データ(分光強度データ)に、指定された光源についてのデータを用いて、RGB画像値(指定光源下縮小主要基本色データ)を算出する。440は縮小手段であり、主要基本色データ(sRGB画像データ)を縮小して縮小主要基本色データを求める。   Reference numeral 430 denotes RGB value calculation means, which calculates RGB image values (reduced main basic color data under a specified light source) using data about a specified light source as separated reduced spectral image data (spectral intensity data). . Reference numeral 440 denotes a reduction unit that reduces the primary basic color data (sRGB image data) to obtain reduced primary basic color data.

450は比較・係数算出手段であり、指定光源下縮小主要基本色データと縮小主要基本色データとの比から補正係数を求める。460は拡大手段であり、比較・係数算出手段450からの補正係数を拡大して、全画素に対応する補正係数を生成する。470は補正演算手段であり、前記主要基本色データに対して前記補正係数により補正演算を実行して指定光源下での画像値を求める。   Reference numeral 450 denotes comparison / coefficient calculation means, which calculates a correction coefficient from the ratio between the reduced primary basic color data and the reduced primary basic color data under the designated light source. Reference numeral 460 denotes an enlargement unit that enlarges the correction coefficient from the comparison / coefficient calculation unit 450 and generates correction coefficients corresponding to all pixels. Reference numeral 470 denotes correction calculation means, which performs correction calculation on the main basic color data using the correction coefficient to obtain an image value under a designated light source.

以上のように構成された分光画像データ処理装置400では、全画像に対応しており複数の主要基本色で表された主要基本色データと、全画像の一部を構成する一部画像もしくは間引きされた間引き画像または全画像を縮小して生成された縮小画像のいずれかに対応する分光強度データとを含むように合成された合成画像データファイル300から、指定光源下での画像値を得るに際して、以下の処理を実行する。   In the spectral image data processing apparatus 400 configured as described above, main basic color data corresponding to all images and represented by a plurality of main basic colors, and a partial image or a thinned out part of the entire image. When obtaining an image value under a designated light source from a synthesized image data file 300 synthesized to include spectral intensity data corresponding to either the thinned image that has been reduced or the reduced image generated by reducing the entire image The following processing is executed.

(4a)合成画像データファイル分離手段410は、合成画像データファイルについて、全画像に対応しており複数の主要基本色で表された主要基本色データ(sRGB画像データ)と、全画像の一部を構成する一部画像もしくは間引きされた間引き画像または全画像を縮小して生成された縮小画像のいずれかに対応する分光強度データ(縮小分光画像データ)と、被写体種類の識別ラベルと、に分離する。   (4a) The composite image data file separation unit 410 corresponds to all images in the composite image data file, and main basic color data (sRGB image data) represented by a plurality of main basic colors and a part of all images Are separated into spectral intensity data (reduced spectral image data) corresponding to either a partial image, a thinned thinned image, or a reduced image generated by reducing the entire image, and a subject type identification label. To do.

(4b)縮小手段440は、主要基本色データ(sRGB画像データ)を縮小して縮小主要基本色データを求める。   (4b) The reduction means 440 obtains reduced main basic color data by reducing the main basic color data (sRGB image data).

(4c)指定された光源についてのデータを発生する指定光源発生手段420は、被写体種類の識別ラベルを受けて自己発光物にはE光源(均等エネルギー光)を与え、反射物には指定された光源のデータを与えて処理する。   (4c) The designated light source generating means 420 for generating data about the designated light source receives the identification label of the subject type, gives an E light source (equal energy light) to the self-luminous object, and designated to the reflecting object Given light source data, process.

(4d)RGB値算出手段430は、分離された縮小分光画像データ(分光強度データ)に、指定された光源についてのデータを用いて、RGB画像値(指定光源下縮小主要基本色データ)を算出する。   (4d) The RGB value calculation means 430 calculates the RGB image value (reduced primary basic color data under the designated light source) using the data for the designated light source as the separated reduced spectral image data (spectral intensity data). To do.

(4e)比較・係数算出手段450は、指定光源下縮小主要基本色データと縮小主要基本色データとの比率から補正係数を求める。この補正係数は比率のほか、差分として求めてもよい。   (4e) The comparison / coefficient calculation means 450 obtains a correction coefficient from the ratio between the reduced primary basic color data and the reduced primary basic color data under the designated light source. This correction coefficient may be obtained as a difference in addition to the ratio.

すなわち、
CR=Rspect/R’sRGB、
CG=Gspect/G’sRGB、
CB=Bspect/B’sRGB、
を計算する。
That is,
CR = Rspect / R'sRGB,
CG = Gspect / G'sRGB
CB = Bspect / B'sRGB,
Calculate

ここで、CR〜CBは補正係数、Rspect〜Bspectは縮小分光画像データから計算されたR〜Bの値、R’spect〜B’sRGBは元のsRGB画像から縮小されたときのR〜Bの値、である。   Here, CR to CB are correction coefficients, Rspect to Bspect are R to B values calculated from the reduced spectral image data, and R'spect to B'sRGB are R to B when reduced from the original sRGB image. Value.

(4f)上記(4d)で求めた補正係数CR〜CBの内容を、拡大手段460が補間演算により拡大して、全画素に対応する補正係数を生成する。この差異の補間演算としては、バイリニア補間やバイキュービック補間、さらには、ニアレストネイバー補間などを使用することが可能である。   (4f) The contents of the correction coefficients CR to CB obtained in the above (4d) are enlarged by the enlargement means 460 by interpolation calculation to generate correction coefficients corresponding to all the pixels. As an interpolation calculation of this difference, bilinear interpolation, bicubic interpolation, and nearest neighbor interpolation can be used.

(4g)補正演算手段470にて、元のsRGB画像データに対して、上記(4f)で求めた補正係数を適用し、異なる光源下での色を示す画像値を求める。すなわち、ここでは、以下のような補正演算処理を実行する。
RsRGB-new=CR・RsRGB、
GsRGB-new=CG・GsRGB、
BsRGB-new=CB・BsRGB、
この補正演算処理により、任意の光源下での各画素のRGB値を求めることができる。この補正演算処理においては、単純にRGBの比を用いたが、例えば、von Kries モデルのように、一旦錐体応答(LMS)に階調変換、マトリクス変換を用いて変換してもかまわない。
(4g) The correction calculation means 470 applies the correction coefficient obtained in (4f) above to the original sRGB image data, and obtains an image value indicating a color under a different light source. That is, here, the following correction calculation processing is executed.
RsRGB-new = CR ・ RsRGB,
GsRGB-new = CG ・ GsRGB,
BsRGB-new = CB ・ BsRGB
With this correction calculation process, the RGB value of each pixel under an arbitrary light source can be obtained. In this correction calculation processing, the RGB ratio is simply used. However, as in the von Kries model, for example, the cone response (LMS) may be converted once using gradation conversion or matrix conversion.

なお、被写体種類の識別ラベルで自己発光物とラベリングされた部分については、そのままか、E光源(均等エネルギー光)を与えて処理を行う。   It should be noted that the portion labeled with the self-luminous object by the subject type identification label is processed as it is or by applying an E light source (uniform energy light).

以上説明したように、必要に応じて追加情報(拡張情報)を用いることで、合成画像データファイル300から指定光源下での画像値を得ることが可能になる。このため、被写体の分光特性を効率的に保持し、利用することが可能になる。また、追加情報を用いずに標準状態で処理を実行した場合に、通常の画像データと同様に取り扱うことも可能になる。   As described above, it is possible to obtain an image value under a designated light source from the composite image data file 300 by using additional information (extended information) as necessary. Therefore, it is possible to efficiently maintain and use the spectral characteristics of the subject. Further, when processing is executed in a standard state without using additional information, it can be handled in the same manner as normal image data.

以上の実施の形態例において、分光画像データの主成分分析の特性は、一般に、1次項が強度成分となり、2次項以降が色成分となっており、高次になるほど、その寄与率が低下する傾向にある。また、主に明暗のグラデーションに対して人間の眼は鋭敏であり、その一方、色の変化に対する鋭敏度は下がる。   In the embodiment described above, the principal component analysis characteristics of spectral image data generally have a first-order term as an intensity component and a second-order term and later as a color component, and the higher the order, the lower its contribution rate. There is a tendency. In addition, the human eye is mainly sensitive to light and dark gradations, while the sensitivity to color changes is reduced.

そこで、分光画像データを含んで画像データを保持する分光画像データ処理の際に、複数の主要基本分光強度データのうち、高次の分光強度データに関して、保持するビット数を少なくなるようにする。たとえば、1次:8ビット、2〜3次:6ビット、4〜6次:4ビット、などとすることが好ましい。   Therefore, in the spectral image data processing for holding the image data including the spectral image data, the number of bits held for the higher-order spectral intensity data among the plurality of main basic spectral intensity data is reduced. For example, primary: 8 bits, 2-3: 6 bits, 4-6: 4 bits, etc. are preferable.

また、以上の実施の形態例において、自己発光物を含む被写体を撮影する際、自己発光物/反射物判別手段240は、以下のいずれかの手法で、自己発光物か反射物かを判別することが可能になる。   In the above embodiment, when photographing a subject including a self-luminous material, the self-luminous material / reflecting material discriminating means 240 discriminates whether it is a self-luminous material or a reflective material by one of the following methods. It becomes possible.

(1)撮像する際に輝度の変化を調べ、フリッカ(周期的な輝度の変化)が生じている部分を自己発光物として推定できる。すなわち、分光画像撮像手段100の撮像素子からの読み出し結果について、各フレームで観測される明るさが変わる領域を自己発光物の領域として判別する。   (1) A change in luminance is examined during imaging, and a portion where flicker (periodic luminance change) occurs can be estimated as a self-luminous object. That is, for the readout result from the image sensor of the spectral image capturing means 100, the region where the brightness observed in each frame changes is determined as the region of the self-luminous object.

(2)分光反射率を計算し、照明光の影響を取り除いた後の分光応答に急峻な部分があれば、発光によるスペクトルの可能性が高いため、自己発光物として判別することができる。   (2) If there is a steep part in the spectral response after calculating the spectral reflectance and removing the influence of the illumination light, the spectrum is likely to be emitted, so that it can be identified as a self-luminous substance.

(3)撮像する際に、撮像手段の補助光を用いた場合と用いない場合とを比較し、その分光分布を調べ、補助光の影響がなければ自己発光物と判別し、補助光の影響があれば反射物と判別する。なお、この場合は、撮像する際の被写体までの距離が遠くて補助光が十分に到達しない場合には、この手法を用いることができない。そこで、この手法は上記(2)の手法と併用することが望ましい。または、距離が遠い場合には、照明の影響を受けない自己発光物と判別してもかまわない。   (3) When imaging, the case where the auxiliary light of the imaging means is used is compared with the case where the auxiliary light is not used, the spectral distribution is examined, and if there is no influence of the auxiliary light, it is determined as a self-luminous object, and the influence of the auxiliary light If there is, it is determined as a reflector. In this case, this method cannot be used when the distance to the subject at the time of imaging is long and the auxiliary light does not reach the target sufficiently. Therefore, it is desirable to use this method together with the method (2). Alternatively, when the distance is long, it may be determined as a self-luminous object that is not affected by illumination.

以上の(1)〜(3)判別結果に基づいて、自己発光物/反射物判別手段240は被写体種類の識別ラベルを生成し、合成画像データファイル300に識別ラベルを含めるようにする。これは、低精細の分光画像データの値をゼロにする、または、高精細画像とかけ離れた値を代入することで実現できる。   Based on the determination results (1) to (3) above, the self-luminous object / reflecting object determination unit 240 generates an identification label of the subject type and includes the identification label in the composite image data file 300. This can be realized by setting the value of the low-definition spectral image data to zero or substituting a value far from the high-definition image.

または、自己発光物と反射物との近似度(または推定確率度)で示すこともできる。   Alternatively, the degree of approximation (or estimated probability) between the self-luminous object and the reflecting object can also be indicated.

これにより、一つの画像データファイルで、高精細画像データと低精細の分光画像データの値から推定した色が大きく異なる場合には、高精細画像データの色、すなわち、自己発光物の色を用いて計算ができる。   As a result, when the color estimated from the values of high-definition image data and low-definition spectral image data differs greatly in one image data file, the color of the high-definition image data, that is, the color of the self-luminous material is used. Can be calculated.

さらに、被写体が蛍光色の場合、一般に400nm〜500nm付近の分光強度が他の波長領域より高くなるので、この部分を検知して、蛍光色として識別ラベルを付すようにしてもよい。   Further, when the subject is a fluorescent color, the spectral intensity in the vicinity of 400 nm to 500 nm is generally higher than that in other wavelength regions. Therefore, this portion may be detected and an identification label may be attached as the fluorescent color.

なお、以上の実施の形態例では、二次元画像についてだけでなく、物体の三次元オブジェクトデータに対しても適用することができる。この場合、オブジェクト形状はベクトルで保持され、そのベクトルを間引いた部分に高次の分光は調整分を持たせるようにする。   In the above embodiment, the present invention can be applied not only to a two-dimensional image but also to three-dimensional object data of an object. In this case, the object shape is held as a vector, and the higher-order spectroscopic portion is adjusted in the thinned portion of the vector.

また、以上の実施の形態例で、一般の画像圧縮方法(JPEG、JPEG2000など)で、輝度に主成分、色度にその他の次数の分光成分のデータを割り振るように当てはめることで、従来の画像圧縮装置を用いることが可能になる。   In the above embodiment, the conventional image compression method (JPEG, JPEG2000, etc.) is applied to allocate the main component for luminance and the spectral component data of other orders for chromaticity. A compression device can be used.

本発明の実施をする最良の形態の電気的構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the electrical structure of the best form which implements this invention. 本発明の実施をする最良の形態の画像データの内容の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the content of the image data of the best form which implements this invention. 本発明の実施をする最良の形態の画像データファイルの内容の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the content of the image data file of the best form which implements this invention. 本発明の実施をする最良の形態の主成分分析の様子の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the mode of the principal component analysis of the best form which implements this invention. 本発明の実施をする最良の形態の電気的構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the electrical structure of the best form which implements this invention.

符号の説明Explanation of symbols

100 分光画像撮像手段
200 分光画像データ処理装置
300 合成画像データファイル
400 分光画像データ処理装置
100 Spectral Image Imaging Unit 200 Spectral Image Data Processing Device 300 Composite Image Data File 400 Spectral Image Data Processing Device

Claims (8)

分光画像データを含んで画像データを保持する分光画像データ処理方法であって、
入力された分光画像データを成分分析により、全画像に対応しており複数の主要基本色で表されたRGB、sRGB、XYZ、又は、L*a*b*である主要基本色データと、主成分データとを生成するとともに、
縮小手段により前記入力された分光画像データを全画像の一部を構成する一部画像もしくは間引きされた間引き画像または全画像を縮小して生成された縮小画像のいずれかに対応する分光強度データを生成し、
前記主要基本色データ、前記主成分データ及び前記分光強度データを含むように画像データを保持する、
ことを特徴とする分光画像データ処理方法。
A spectral image data processing method for holding image data including spectral image data,
The component analysis of the input spectral image data, RGB expressed in several major basic colors corresponds to the entire image, sRGB, XYZ, or, L * a * b and the main basic color data is *, the main In addition to generating component data,
The spectral intensity data corresponding to one of the input spectral image data reduced image generated by reducing the thinned image or the entire image has been partial image or thinning constitutes a portion of the total image by reduction means Generate
Holding image data to include the primary basic color data, the principal component data and the spectral intensity data ;
The spectral image data processing method characterized by the above-mentioned.
前記保持する画像データに、分光強度データ拡張情報として、自己発光物と反射物の別を示す識別ラベルを有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の分光画像データ処理方法。
In the image data to be held, as spectral intensity data expansion information, it has an identification label that indicates the self-luminous object and the reflective object,
The spectral image data processing method according to claim 1.
前記分光画像データは、分光画像撮像手段によって被写体を撮影することにより生成されたものであり、撮影時に被写体が自己発光物であるか反射物であるかを判別することにより、分光強度データ拡張情報として、前記判別の結果に基づいて自己発光物と反射物の別を示す識別ラベルを生成する、
ことを特徴とする請求項1に記載の分光画像データ処理方法。
The spectral image data is generated by photographing a subject with a spectral image capturing unit, and spectral intensity data extension information is determined by determining whether the subject is a self-luminous object or a reflective object at the time of photographing. As an identification label indicating the distinction between the self-luminous object and the reflecting object based on the result of the determination ,
The spectral image data processing method according to claim 1.
分光画像データを含んで画像データを保持させるための処理を行う分光画像データ処理装置であって、
入力された分光画像データを成分分析により、全画像に対応する、複数の主要基本色で表されたRGB、sRGB、XYZ、又は、L*a*b*である主要基本色データと主成分データとを生成する色再現手段と、
前記入力された分光画像データを、全画像の一部を構成する一部画像もしくは間引きされた間引き画像または全画像を縮小して生成された縮小画像のいずれかに対応する分光強度データを生成する縮小手段と、
前記主要基本色データと、前記主成分データと、前記一部画像もしくは間引き画像または縮小画像のいずれかとを合成して合成画像データファイルを生成する合成手段と、
を有することを特徴とする分光画像データ処理装置
A spectral image data processing apparatus that performs processing for holding image data including spectral image data,
Main spectral data and principal component data of RGB, sRGB, XYZ, or L * a * b * represented by a plurality of main basic colors corresponding to all images by component analysis of the input spectral image data Color reproduction means for generating
Spectral intensity data corresponding to either the partial image constituting a part of the entire image, the thinned-out thinned image, or the reduced image generated by reducing the entire image is generated from the input spectral image data. Reduction means,
Combining means for combining the main basic color data, the principal component data, and the partial image or the thinned image or the reduced image to generate a combined image data file;
Spectral image data processing apparatus characterized by having a.
光強度データ拡張情報として、自己発光物と反射物の別を示す識別ラベルを生成する被写体種類識別手段を更に備え、
前記合成手段は、前記分光強度データ拡張情報としての前記識別ラベルをさらに合成して前記合成画像データファイルを生成する、
ことを特徴とする請求項4に記載の分光画像データ処理装置
As a divided light intensity data extension information, further comprising an object type identifying means for generating an identification label showing another self luminous object and reflector,
The synthesizing unit further synthesizes the identification label as the spectral intensity data extension information to generate the synthesized image data file.
The spectral image data processing apparatus according to claim 4 .
前記分光画像データは、分光画像撮像手段によって被写体を撮影することにより生成されたものであり、撮影時に被写体が自己発光物であるか反射物であるかを判別し、自己発光物と反射物の別を示す識別ラベルを生成する判別手段を更に備え、
前記合成手段は、前記分光強度データ拡張情報としての前記識別ラベルをさらに合成して前記合成画像データファイルを生成する、
ことを特徴とする請求項4に記載の分光画像データ処理装置
The spectral image data has been generated by photographing an object by spectral image pickup means, subject to determine a reflective object or a self-luminous object during photography, reflector and self luminous object A discriminating means for generating an identification label indicating the distinction of
The synthesizing unit further synthesizes the identification label as the spectral intensity data extension information to generate the synthesized image data file.
The spectral image data processing apparatus according to claim 4 .
全画像に対応しており複数の主要基本色で表されたRGB、sRGB、XYZ、又は、L*a*b*である主要基本色データと、全画像の一部を構成する一部画像もしくは間引きされた間引き画像または全画像を縮小して生成された縮小画像のいずれかに対応する分光強度データとを含むように合成された合成画像データファイルから、指定光源下での画像値を得る分光画像データ処理方法であって、
前記合成画像データファイルを主要基本色データと分光強度データとに分離し、
前記分光強度データと前記指定光源の情報とから指定光源下での指定光源下縮小主要基本色データを算出し、
前記主要基本色データを縮小して縮小主要基本色データを求め、
前記指定光源下縮小主要基本色データと縮小主要基本色データとの比から補正係数を求め、
前記主要基本色データに対して前記補正係数を補間演算によって拡大した全画像に対応する補正係数により補正演算を実行して指定光源下での画像値を求める、
ことを特徴とする分光画像データ処理方法
Main basic color data corresponding to all images and represented by a plurality of main basic colors, such as RGB, sRGB, XYZ, or L * a * b *, and a partial image constituting a part of the entire image or Spectroscopy that obtains image values under a specified light source from a composite image data file that is composed to include either a thinned image that has been thinned out or spectral intensity data that corresponds to either a reduced image generated by reducing the entire image. An image data processing method,
Separating the composite image data file into main basic color data and spectral intensity data;
From the spectral intensity data and the information on the designated light source, calculate the reduced primary basic color data under the designated light source under the designated light source,
Reducing the primary basic color data to obtain reduced primary basic color data;
A correction coefficient is obtained from the ratio between the reduced primary basic color data and the reduced primary basic color data under the designated light source,
An image value under a designated light source is obtained by executing a correction operation with a correction coefficient corresponding to all the images obtained by enlarging the correction coefficient by interpolation calculation with respect to the main basic color data.
The spectral image data processing method characterized by the above-mentioned.
全画像に対応しており複数の主要基本色で表されたRGB、sRGB、XYZ、又は、L*a*b*である主要基本色データと、全画像の一部を構成する一部画像もしくは間引きされた間引き画像または全画像を縮小して生成された縮小画像のいずれかに対応する分光強度データとを含むように合成された合成画像データファイルから、指定光源下での画像値を得る分光画像データ処理装置であって、
前記合成画像データファイルを主要基本色データと分光強度データとに分離する合成画像データファイル分離手段と、
前記分光強度データと前記指定光源の情報とから指定光源下での指定光源下縮小主要基本色データを算出する指定光源下縮小主要基本色データ値算出手段と、
前記主要基本色データを縮小して縮小主要基本色データを求める縮小手段と、
前記指定光源下縮小主要基本色データと縮小主要基本色データとの比から補正係数を求める補正係数算出手段と、
前記補正係数を補間演算により拡大して全画像に対応する補正係数を生成する拡大手段と、
前記主要基本色データに対して前記拡大手段により生成された補正係数により補正演算を実行して指定光源下での画像値を求める補正演算手段と、
を備えたことを特徴とする分光画像データ処理装置。
Main basic color data corresponding to all images and represented by a plurality of main basic colors, such as RGB, sRGB, XYZ, or L * a * b *, and a partial image constituting a part of the entire image or Spectroscopy that obtains image values under a specified light source from a composite image data file that is composed to include either a thinned image that has been thinned out or spectral intensity data that corresponds to either a reduced image generated by reducing the entire image. An image data processing device,
A composite image data file separating means for separating the composite image data file into main basic color data and spectral intensity data;
Designated light source reduced primary basic color data value calculation means for calculating a specified light source reduced primary basic color data under a specified light source from the spectral intensity data and the specified light source information;
Reduction means for reducing the primary basic color data to obtain reduced primary basic color data;
Correction coefficient calculation means for obtaining a correction coefficient from the ratio between the reduced primary basic color data and the reduced primary basic color data under the designated light source;
Enlarging means for enlarging the correction coefficient by interpolation to generate a correction coefficient corresponding to all images,
Correction calculation means for performing correction calculation on the main basic color data using the correction coefficient generated by the enlargement means to obtain an image value under a designated light source; and
Min optical image data processing apparatus comprising the.
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